基本需求:
- 一套智能家电,有照明灯、风扇、冰箱、洗衣机,我们只要在手机上安装app就可以控制对这些家电工作
- 这些智能家电来自不同的厂家,我们不想针对每一种家电都安装一个App分别控制,我们希望只要一个app就可以控制全部智能家电
- 要实现一个app控制所有智能家电的需要,则每个智能家电厂家都要提供一个统一的接口给app调用,这时就可以考虑使用命令模式
- 命令模式可将“动作的请求者”从“动作的执行者”对象中解耦出来
- 也就是说,每一种家电都有开和关两种操作,一组命令
基本介绍:
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命令模式(Command):在软件设计中,我们经常需要向某些对象发送请求,并不知道请求的接收者是谁,不知道被请求的操作是哪个,我们只需在程序运行时指定具体的请求接收者即可,此时,可以使用命令模式来进行设计
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命令模式使得请求发送者与请求接收者消除彼此之间的耦合,让对象之间的调用关系更加灵活,实现解耦
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命令模式中,会将一个请求封装为一个对象,以便使用不同参数来表示不同的请求(即命令),同时命令模式也必须支持可撤销的操作
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将军发布命令,士兵去执行。其中有几个角色:将军(命令发布者)、士兵(命令的具体执行者)、命令(连接将军和士兵)
- Invoker 是调用者(将军),Receiver 是被调用者(士兵),MyCommand 是命令,实现了 Command 接口,持有接收对象
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UML类图(原理)
- 说明
- Invoker:命令调用者角色,聚合命令
- Command:是命令接口
- ConcreteCommand:命令的具体实现,聚合命令的接受者
- Receiver:命令的接受者(执行者)
- 说明
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UML类图(案例)
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代码实现
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public class LightReceiver { // 电灯命令的执行者 public void on() { System.out.println("电灯打开了"); } public void off() { System.out.println("电灯关闭了"); } }
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public interface Command { // 命令接口 // 执行命令和撤销命令 void execute(); void undo(); } // 子类一 电灯开命令 class LightOnCommand implements Command{ // 聚合命令的执行者 private LightReceiver lightReceiver; public LightOnCommand(LightReceiver lightReceiver) { this.lightReceiver = lightReceiver; } @Override public void execute() { lightReceiver.on(); } @Override public void undo() { lightReceiver.off(); } } // 子类二 电灯关命令 class LightOffCommand implements Command{ // 聚合命令的执行者 private LightReceiver lightReceiver; public LightOffCommand(LightReceiver lightReceiver) { this.lightReceiver = lightReceiver; } @Override public void execute() { lightReceiver.off(); } @Override public void undo() { lightReceiver.on(); } } // 子类三 空命令 对命令接口空实现 class NoCommand implements Command { @Override public void execute() { } @Override public void undo() { } }
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// 命令调用者 public class RemoteController { // 开命令的集合 private Command[] onCommands; // 关命令的集合 private Command[] offCommands; // 记录上一个执行的命令,便于进行撤销 private Command undoCommand; public RemoteController() { // 默认初始化五组开关 一组开关有开和关两个按钮,一一对应 this.onCommands = new Command[5]; this.offCommands = new Command[5]; for (int i = 0; i < 5; i++) { // 将开关命令的值初始化成空命令,防止空指针异常 this.onCommands[i] = new NoCommand(); this.offCommands[i] = new NoCommand(); } this.undoCommand = new NoCommand(); } // 为某组开关设置命令 public void setCommand(int index, Command onCommand, Command offCommand) { if (index >= 0 && index < this.onCommands.length) { this.onCommands[index] = onCommand; this.offCommands[index] = offCommand; } } // 按下开的按钮,发送命令执行 public void onButtonWasPushed(int index) { if (index >= 0 && index < this.onCommands.length) { this.onCommands[index].execute(); // 设置撤销命令 this.undoCommand = this.onCommands[index]; } } // 按下关的按钮,发送命令执行 public void offButtonWasPushed(int index) { if (index >= 0 && index < this.onCommands.length) { this.offCommands[index].execute(); // 设置撤销命令 this.undoCommand = this.offCommands[index]; } } // 按下撤销按钮,发送命令执行,只支持撤销一次 public void undoButtonWasPushed() { this.undoCommand.undo(); // 重置撤销命令 this.undoCommand = new NoCommand(); } }
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public class Client { public static void main(String[] args) { // 创建执行者 LightReceiver lightReceiver = new LightReceiver(); // 创建一组电灯开关的命令,并设置执行者 Command lightOnCommand = new LightOnCommand(lightReceiver); Command lightOffCommand = new LightOffCommand(lightReceiver); // 创建命令的发送者,并设置电灯这一组命令 RemoteController remoteController = new RemoteController(); remoteController.setCommand(0, lightOnCommand, lightOffCommand); // 发送电灯命令 执行 System.out.println("------发送电灯开命令------"); remoteController.onButtonWasPushed(0); System.out.println("------发送电灯关命令------"); remoteController.offButtonWasPushed(0); System.out.println("------发送撤销命令------"); remoteController.undoButtonWasPushed(); // 使用命令模式对命令进行了封装,将命令的发布者和执行者进行了松耦合,利于系统的扩展 // 比如再有一组电视的命令,直接创建新的命令类,创建其对象将其设置给命令的发布者即可,原有的代码不需要改变 } }
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spring源码:
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在spring的JdbcTemplate类中就使用到了命令模式
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// 在JdbcTemplate的query和execute方法中有如下代码 public <T> T query(final String sql, final ResultSetExtractor<T> rse) throws DataAccessException { ...... // StatementCallback是一个接口,只有一个doInStatement方法,相当于命令接口 // QueryStatementCallback局部内部类 实现了StatementCallback,相当于具体的命令的,另外,在此处还充当了命令的执行者 // StatementCallback接口共有四个实现类,均在JdbcTemplate某个方法内部,作为局部内部类 // BatchUpdateStatementCallback、UpdateStatementCallback、QueryStatementCallback、ExecuteStatementCallback class QueryStatementCallback implements StatementCallback<T>, SqlProvider { ...... public T doInStatement(Statement stmt) throws SQLException { } ...... } // 调用execute方法 return this.execute((StatementCallback)(new QueryStatementCallback())); } // 在execute方法内部调用了命令接口中的方法,而execute方法又属于JdbcTemplate,即JdbcTemplate为命令的调用者 public <T> T execute(StatementCallback<T> action) throws DataAccessException { ...... T result = action.doInStatement(stmt); ...... }
注意事项:
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主要解决:在软件系统中,行为请求者与行为实现者通常是一种紧耦合的关系,但某些场合,比如需要对行为进行记录、撤销或重做、事务等处理时,这种无法抵御变化的紧耦合的设计就不太合适
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命令模式是一种数据驱动的设计模式,属于行为型模式,请求以命令的形式包裹在对象中,并传给调用对象。调用对象寻找可以处理该命令的合适的对象,并把该命令传给相应的对象,该对象执行命令
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将发起请求的对象与执行请求的对象解耦。发起请求的对象是调用者,调用者只要调用命令对象的 execute()方法就可以让接收者工作,而不必知道具体的接收者对象是谁、是如何实现的,命令对象会负责让接收者执行请求的动作,也就是说:”请求发起者”和“请求执行者”之间的解耦是通过命令对象实现的,命令对象起到了纽带桥梁的作用
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容易设计一个命令队列,只要把命令对象放到列队,就可以多线程的执行命令
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容易实现对请求的撤销和重做
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命令模式不足:可能导致某些系统有过多的具体命令类,增加了系统的复杂度,这点在在使用的时候要注意
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空命令也是一种设计模式,它为我们省去了判空的操作,在上面的实例中,如果没有用空命令,我们每按下一个按键都要判空,这给我们编码带来一定的麻烦
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命令模式经典的应用场景:界面的一个按钮都是一条命令、模拟 CMD(DOS 命令)订单的撤销/恢复、触发-反馈机制